Luận văn Thạc sĩ Quản lý năng lượng: Nghiên cứu và đề xuất giải pháp sử dụng điện năng tiết kiệm và hiệu quả cho lưới điện 110 kV Hà Nội

Chia sẻ: Cảnh Phương Thanh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:76

Thêm vào BST

Báo xấu

20
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn "Nghiên cứu và đề xuất giải pháp sử dụng điện năng tiết kiệm và hiệu quả cho lưới điện 110 kV Hà Nội" nhằm khảo sát đánh giá thực trạng sử dụng điện năng nói chung hiện nay, và cụ thể ở lưới điện 110kV Hà Nội từ đó đề xuất và đánh giá các giải pháp sử dụng điện năng tiết kiệm và hiệu quả. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Quản lý năng lượng: Nghiên cứu và đề xuất giải pháp sử dụng điện năng tiết kiệm và hiệu quả cho lưới điện 110 kV Hà Nội

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC NGUYỄN TIẾN CƯỜNG NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ CHO LƯỚI ĐIỆN 110KV HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG HÀ NỘI, 2022
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC NGUYỄN TIẾN CƯỜNG NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ CHO LƯỚI ĐIỆN 110KV HÀ NỘI Chuyên ngành : Quản Lý Năng Lượng Mã số : 8510602 LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Hữu Đức HÀ NỘI, 2022
LỜI CẢM ƠN Tác giả bày tỏ lòng cảm ơn tới Thầy hướng dẫn luận văn của mình về sự chỉ bảo, hướng dẫn, sự hỗ trợ, giúp đỡ của Thầy PGS. TS. Nguyễn Hữu Đức Tác giả bày tỏ lòng cảm ơn tới Thầy/Cô giảng dạy trong suốt quá trình học tập và Các bộ phận, phòng ban chức năng của trường Đại học Điện lực. Tác giả bày tỏ lòng cảm ơn tới đồng nghiệp, bạn bè và gia đình đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho công việc học tập và nghiên cứu. Tác giả bày tỏ lòng cảm ơn tới các cơ quan ban ngành đã giúp đỡ, cung cấp số liệu phục vụ cho quá trình nghiên cứu. Tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Tác giả Nguyễn Tiến Cường
LỜI CAM ĐOAN Tác giả cam đoan đã sử dụng các tài liệu tham khảo của các tác giả, các nhà khoa học và các luận văn được trích dẫn trong phụ lục “Tài liệu tham khảo” cho việc nghiên cứu và viết luận văn của mình. Tác giả cam đoan về các số liệu và kết quả tính toán được trình bày trong luận văn là hoàn toàn do tác giả tự tìm hiểu và thực hiện trong quá trình nghiên cứu và viết luận văn của mình, không sao chép và chưa được sử dụng cho đề tài luận văn nào. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Tác giả Nguyễn Tiến Cường
MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ I. MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài ................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................. 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................ 2 4. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 2 5. Dự kiến đóng góp................................................................................... 2 6. Cấu trúc luận văn ................................................................................. 2 II. NỘI DUNG CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM HIỆU QUẢ……………………………………………………….4 1.1. Khái niệm về sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả .................... 4 1.2. Chính sách sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả................... 4 1.3. Các nguyên nhân sử dụng năng lượng tiết kiệm không hiệu quả . 7 1.3.1. Tình hình sử dụng năng lượng tại Việt Nam………………………..7 1.3.2. Nguyên nhân gây sử dụng năng lượng không tiết kiệm, hiệu quả trên lưới 110 Kv……………………………………………………………….11 1.4. Các phương pháp sử dụng điện năng tiết kiệm, hiệu quả trên lưới 110 kV hiện nay ....................................................................................... 15 1.5. Tóm tắt chương I .............................................................................. 19 CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG TẠI LƯỚI ĐIỆN 110 kV HÀ NỘI…………………………………………...20 2.1. Công ty Lưới điện Cao thế Thành phố Hà Nội……………………20 2.1.1. Giới thiệu chung…………………………………………………….20 2.1.2. Mô hình tổ chức quản lý…………………………………………….20
2.2. Giới thiệu về lưới điện 110kV Hà Nội…………………………...….21 2.2.1. Hiện trạng lưới điện 110kV Thành phố Hà Nội…………………….21 2.2.2. Công tác vận hành…………………………………………………...23 2.2.3. Ứng dụng KHCN vào vận hành lưới điện 110 kV ...............................25 2.3. Phân tích việc sử dụng tiết kiệm điện, hiệu quả trên lưới điện 110kV ………………………………………………………………………………28 2.3.1. Phân tích tổn thất điện năng trên lưới điện 110kV Hà Nội ..................28 2.3.2. Kết quả thực hiện giảm tổn thất điện năng ...........................................30 2.3.1. Nguyên nhân và tồn tại .........................................................................30 2.4. Tiềm năng sử dụng điện năng tiết kiệm và hiệu quả lưới điện 110 kV ………………………………………………………………………………31 2.4.1. Khó khăn và thách thức ........................................................................31 2.4.2. Tiềm năng để sử điện năng tiết kiệm hiệu quả .....................................32 2.5.Tóm tắt chương 2……………………………………………………...37 CHƯƠNG 3 : CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI 110KV CỦA HÀ NỘI……………………………………………...38 3.1. Giải pháp kỹ thuật…………………………………………….……...38 3.1.1. Hiện đại hóa lưới điện và giảm tổn thất điện năng tụ bù .....................38 3.1.2. Giảm sản lượng điện tự dùng ...............................................................40 3.1.3. Thay thế, kiểm tra lỗi công tơ định kỳ và kiểm tra phóng điện cục bộ 43 3.1.4. Đầu tư, cải tạo đường dây và trạm biến áp ...........................................45 3.2. Giải pháp phi kỹ thuật……………………………………………….46 3.2.1. Tuyền truyền phổ biến ý thức sử dụng tiết kiệm, hiệu quả điện năng .46 3.2.2. Quản lý nhu cầu điện năng và điều chỉnh phụ tải ................................46 3.3. Tóm tắt chương 3………………………..……………………………62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………………………….64
DANH MỤC CÁC KÝ HIỂU VIẾT TẮT Ký hiệu viết Ý nghĩa Ghi chú tắt HTĐ Hệ thống điện TBA Trạm biến áp TTĐN Tổn thất điện năng ĐDK Đường dây trên không EVN Tập đoàn Điện lực Việt Nam Tổng Công ty Điện lực Thành EVNHANOI phố Hà Nội EVNHANOI Công ty Lưới điện Cao thế miền -HGC Bắc SA Tự động hóa trạm biến áp Substation Automation Hệ thống điều khiển và thu Supervisory control and data SCADA nhập dữ liệu acquisition DR Điều chỉnh phụ tải Demand Response DSM Quản lý nhu cầu điện năng Demand-side management PD Phóng điện cục bộ Partial Discharge AI Trí tuệ nhân tạo Artifical intelligent
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Tình hình thực hiện sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trên phạm vi toàn bộ nền kinh tế giai đoạn từ năm 2015 – 2019 ...........................................8 Bảng 2.1: Thống kê lưới điện 110kV ......................................................................21 Bảng 2.2: Phân loại, số lượng MBA 110 kV ..........................................................23 Hình 2.2: Trạm biến áp 110 kV không người trực .................................................24 Bảng 2.3: Đánh giả tổn thất điện năng lưới 110 kV Hà Nội..................................30 Bảng 2.4: dự kiến kế hoạch lắp đặt tụ bù giai đoạn 2021-2025 ............................36 Bảng 3.1: Tổn thất nội tại các dàn tụ bù ................................................................39 Bảng 3.2: Số lượng công tơ cần thay thế ...............................................................43 Bảng 3.3: Công suất tải trạm 110 kV Thanh Xuân ngày 22/06/2021 ....................57 Bảng 3.4. Mức tải và thời gian điều chỉnh Lộ 172 .................................................59 Bảng 3.5. Mức tải và thời gian điều chỉnh Lộ 173 .................................................59 Bảng 3.6. Bảng kết quả dịch chuyển phụ tải Trạm biến áp 110 kV Thanh Xuân ..60 Bảng 3.7. Kết quả công suất đỉnh trước và sau khi thực hiện DR .........................62
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2.1: Cơ cấu tổ chức Công ty lưới điện Cao thế TP Hà Nội ..........................21 Hình 3.1: Điện năng tiêu thụ các phụ tải tự dùng trong TBA/năm ........................41 Hình 3.2: Thời gian làm việc trung bình/năm của phụ tải tự dùng. ......................42 Hình 3.3: Các ứng dụng của DSM [10] .................................................................48 Hình 3.4: So sánh đường tổn thất trung bình (Average Losses) và cận biên (Marginal Losses) trong khả năng truyền tải của đường dây [11]...............................49 Hình 3.5: Chương trình điều chỉnh phụ tải điện của EVNHANOI ........................50 Hình 3.6: Các mô hình thực hiện DR .....................................................................51 Hình 3.7: Mô tả dịch chuyển kết nối tải [11] .........................................................52 Hình 3.8: mô tả dịch chuyển ngắt tải [11] .............................................................53 Hình 3.9: Sơ đồ khối thuật toán [12] .....................................................................57 Hình 3.10. Bảng kết quả dịch chuyển phụ tải Lộ 172 ngày 22/6/2021 ..................61 Hình 3.11. Kết quả điều chỉnh phụ tải Lộ ngày 22/6/2021 ....................................61
MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trong giai đoạn mà các quốc gia trên thế giới và bao gồm cả Việt Nam đang chạy đua trên con đường phát triển Hiện đại hóa – Công nghiệp hóa, đòi hỏi của sự phát triển này chính là nền tảng năng lượng phục vụ cho công nghệ kỹ thuật, năng lượng là yếu tố quan trọng nhất trong sự phát triển của mỗi quốc gia trong thời đại ngày nay. Đi liền với nhu cầu sử dụng năng lượng càng ngày càng lớn khiến cho tài nguyên dần trở nên cạn kiệt, việc sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả ngày càng được quan tâm. Thực tế, việc sử dụng điện năng hiện nay ở nước ta, cụ thể là ở lưới điện còn nhiều tồn tại, tổn thất bất cập. Điều này gây ra thiệt hại không đáng có về kinh tế và cả sự bền vững của nguồn dự trữ năng lượng nói chung. Bên cạnh đó, việc sử dụng lãng phí năng lượng điện khiến khai thác và tiêu hao các loại nhiên liệu đốt trở nên vượt mức cho phép, không chỉ cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên mà còn gây ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường chung của chúng ta. Do đó, việc tìm kiếm những giải pháp để sử dụng năng lượng điện tiết kiệm và hiệu quả hiện nay nhằm giữ gìn lấy sự phát triển bền vững nền kinh tế năng lượng là hết sức cấp thiết. Tiết kiệm năng lượng nói chung và năng lượng điện nói riêng đang là một chương trình được các nhà khoa học trên tất cả các Quốc gia nghiên cứu một cách quyết liệt. Trên Thế giới đề tài này đã sớm được coi trọng, hàng trăm nghìn giải pháp sáng tạo được đưa ra như các giải pháp cải tiến kỹ thuật thiết kế lưới điện thông minh. Có thể kể đến dự án mang quy mô Thế giới có tính truyền tải nhất chính là chiến dịch “Giờ Trái đất” bắt đầu từ năm 2007 đến nay đã phát triển ra toàn cầu, đây chính là giải pháp tiết kiệm năng lượng mang tính phi kỹ thuật. Đối với Việt Nam, hòa chung vào phong trào tiết kiệm năng lượng và bảo vệ sự bền vững của công nghệ năng lượng, chúng ta cũng đã có nhiều chiến dịch, đề tài nghiên cứu tiết kiệm điện năng ở tất cả các vùng miền, các đồ án thiết kế nhà sinh thái tiết kiệm điện thân thiện với môi trường..v..v.. Những nghiên cứu trên đã mang đến một cái nhìn tổng quan đối với thực trạng sử dụng điện ở cả trong nước và quốc tế. Đối với đề tài này, tôi tập trung nghiên cứu ở lưới điện 110kV Hà Nội, nhằm thống kê phân tích sự tiêu thụ lãng phí điện năng tại một lưới điện quy mô lớn. Sau nghiên cứu có thể đưa ra những giải pháp để tiết kiệm lâu dài điện năng sử dụng lãng phí. Các giải pháp của người nghiên cứu đề ra sẽ tập trung vào hai phương diện: giải pháp kỹ thuật (đối tượng tác động là cơ sở vật chất, cơ sở hạ tầng) và giải pháp phi kỹ thuật (đối tượng tác động là thói quen sử dụng của các hộ tiêu thụ). Qua tìm hiểu tôi chọn đề tài nghiên cứu Luận văn Thạc sỹ của mình là: “Nghiên cứu và đề xuất giải pháp sử dụng điện năng tiết kiệm và hiệu quả cho lưới điện 110 kV Hà Nội”. 1
2. Mục đích nghiên cứu Khảo sát đánh giá thực trạng sử dụng điện năng nói chung hiện nay, và cụ thể ở lưới điện 110kV Hà Nội từ đó đề xuất và đánh giá các giải pháp sử dụng điện năng tiết kiệm và hiệu quả. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu a. Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống điện bao gồm thiết bị điện, trạm biến áp, đường dây lưới điện 110kV Hà Nội. b. Phạm vi nghiên cứu: Các nguyên nhân chính gây nên sự lãng phí điện năng trong hoạt động tại lưới điện 110kV Hà Nội. 4. Phương pháp nghiên cứu - Tìm hiểu lý thuyết chung về sử dụng điện năng tiết kiệm và hiệu quả. - Thu thập và thống kê số liệu điện năng tại lưới điện 110kV Hà Nội. - Nghiên cứu nguyên nhân làm lãng phí và tổn thất điện năng trong thời gian nghiên cứu. - Đánh giá và rút ra kết luận về giải pháp cho vấn đề chính nghiên cứu của đề tài. 5. Dự kiến đóng góp Đưa ra một số giải pháp khả thi sử dụng điện năng tiết kiệm, hiệu quả nhằm giảm tổn thất điện năng trên lưới điện 110kV thuộc địa bàn TP Hà Nội : - Đẩy mạnh, nâng cao chất lượng trong công tác quản lý, vận hành tại các đơn vị làm việc trực tiếp. - Giải pháp kỹ thuật, phân bố tải hợp lý chống quá tải đường dây và Trạm biến áp, sử dụng các công nghệ mới nhằm phát hiện sớm các khiếm khuyết để kịp thời khắc phục. - Quản lý sử dụng nguồn tự dùng tại các Trạm biến áp. - Bổ sung quản lý vận hành tụ bù có hiệu quả. - Quản lý phụ tải tại các Trạm biến áp. - Quản lý nhu cầu điện năng (DSM) và điều chỉnh phụ tải (DR). 6. Cấu trúc luận văn Luận văn bao gồm: Phần mở đầu, kết luận, phụ lục, danh mục tài liệu tham khảo của luận văn được giới thiệu trong 03 chương sau: 2
Chương 1: Tổng quan về sử dụng điện năng tiết kiệm và hiệu quả Chương 2: Đánh giá hiện trạng sử dụng điện năng tại lưới điện 110kV Hà Nội. Chương 3: Đề xuất các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả cho lưới điện 110kV Hà Nội. 3
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM HIỆU QUẢ 1.1. Khái niệm về sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả Sử dụng năng lượng hiệu quả là mục tiêu của những nỗ lực nhằm giảm năng lượng cần thiết cung cấp cho các sản phẩm và dịch vụ trong khi vẫn đáp ứng các yêu cầu phụ tải. Ví dụ, việc cách nhiệt một công trình cho phép công trình đó sử dụng ít năng lượng hơn để sưởi ấm và làm mát mà vẫn duy trì nhiệt độ ổn định; Lắp đặt đèn huỳnh quang hoặc cửa sổ mái lấy sáng tự nhiên góp phần làm giảm năng lượng cần thiết mà vẫn đạt được cùng một mức độ chiếu sáng so với sử dụng ánh sáng từ bóng đèn sợi đốt truyền thống. Đèn huỳnh quang tiết kiệm điện tiêu thụ ít hơn 2/3 năng lượng và có thể có tuổi thọ lâu hơn gấp 6 đến 10 lần so với đèn sợi đốt; Giảm sử dụng điện tự dùng tại các Trạm biến áp, nhà máy điện. Những cải tiến việc sử dụng năng lượng hiệu quả thường đạt được chủ yếu thông qua việc áp dụng công nghệ tiên tiến hoặc những quá trình sản xuất hiệu quả hơn [1]. Có nhiều lý do khác nhau để sử dụng tiết kiệm, hiệu quả năng lượng. Giảm sử dụng năng lượng góp phần làm giảm giá thành năng lượng và có thể tiết kiệm chi phí tài chính cho đơn vị, người tiêu thụ. Điều này đúng khi năng lượng tiết kiệm được có khả năng bù lại những chi phí phát sinh khác trong quá trình lắp đặt công nghệ hiệu quả năng lượng. Giảm sử dụng năng lượng cũng được xem là một giải pháp chính cho vấn đề giảm thải khí nhà kính. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế, cải thiện hiệu quả năng lượng trong các tòa nhà, quy trình công nghiệp và giao thông vận tải có thể làm giảm khoảng 1/3 nhu cầu năng lượng thế giới vào năm 2050, đồng thời giúp kiểm soát việc thải khí nhà kính toàn cầu. Theo Luật Sử dụng Năng lượng tiết kiệm và hiệu quả của Việt Nam, tại khoản 5 Điều 3 quy định: "Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là việc áp dụng các biện pháp quản lý và kỹ thuật nhằm giảm tổn thất, giảm mức tiêu thụ năng lượng của phương tiện, thiết bị mà vẫn bảo đảm nhu cầu, mục tiêu đặt ra đối với quá trình sản xuất và đời sống". Ngoài ra, hệ thống nguồn điện càng xa trung tâm phụ tải thì tổn thất điện năng sẽ càng cao ; phụ tải càng tập trung và càng gần nguồn điện thì tổn thất điện năng sẽ thấp, v.v.…Tổn thất điện năng của mỗi nước phụ thuộc đặc điểm hệ thống điện, cấp điện áp, mức độ đầu tư cho đường dây, thiết bị, khoảng cách truyền tải... 1.2. Chính sách sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả An ninh năng lượng và phát triển ngành năng lượng bền vững luôn là mối quan tâm hàng đầu của Chính phủ Việt Nam. Để đối phó với thách thức về an ninh cung cấp 4
điện, và an ninh năng lượng nói chung cần thiết phải xây dựng cơ chế, chính sách đồng bộ, chế tài đủ mạnh và khả thi để khuyến khích đầu tư và sử dụng các công nghệ, trang thiết bị tiết kiệm năng lượng. Dự báo trong 5 năm tới, nhu cầu điện năng vẫn tăng trưởng ở mức khoảng 8,5%/năm. Tuy nhiên, theo kết quả đánh giá của Bộ Công Thương và EVN về kế hoạch cung cấp điện giai đoạn 2020-2025, việc đảm bảo cung cấp điện trong giai đoạn này sẽ gặp nhiều khó khăn, thách thức, nhất là trong trường hợp xảy ra các hiện tượng thời tiết cực đoan. Tỷ lệ dự phòng công suất toàn quốc đến năm 2025, không xét năng lượng tái tạo chỉ khoảng 18%. Cụ thể, tỷ lệ dự phòng hệ thống điện miền Nam sẽ giảm mạnh từ năm 2023 và không đủ điện vào năm 2025. Còn ở miền Bắc, tỷ lệ dự phòng năm 2025 chỉ còn 10%. Như vậy trong giai đoạn 2023-2025, miền Bắc hầu như không có công suất dự phòng và phải nhận hỗ trợ từ miền Trung trong cao điểm mùa khô hoặc trường hợp sửa chữa bảo dưỡng các nhà máy điện. Đáng chú ý, theo báo cáo cập nhật cân đối cung cầu điện giai đoạn 2021- 2025 của EVN, sản lượng điện thiếu hụt có thể lên tới 27,7 tỷ kWh vào năm 2025 [2]. Để thực hiện mục tiêu tiết kiệm từ 8 - 10% lượng năng lượng cần thiết để phát triển đất nước và giảm phát thải khí nhà kính, trên cơ sở Luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả ngày 17 tháng 6 năm 2010, từ nhiều năm qua, với vai trò là cơ quan quản lý ngành, Bộ Công Thương đã triển khai nhiều giải pháp cụ thể, từ tư vấn xây dựng chính sách, hỗ trợ tài chính, kỹ thuật, công nghệ đến đẩy mạnh thông tin tuyên truyền và đã đạt được những kết quả nhất định. Các chính sách của Chính phủ bao gồm: Nghị định số 21/2011/NĐ-CP ngày 29 tháng 3 năm 2011 của Chính phủ quy định chi tiết và biện pháp thi hành Luật Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả. Quyết định số 428/QĐ-TTg ngày 18 tháng 3 năm 2016 của Thủ tưởng Chính phủ phê duyệt điều chỉnh Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến năm 2030. Quyết định số 2053/QĐ-TTg ngày 28 tháng 10 năm 2016 của Thủ tướng chính phủ về việc ban hành kế hoạch thực hiện thỏa thuận Paris về biến đổi khí hậu. Quyết định số 280/QĐ-TTg ngày 13 tháng 3 năm 2019 của Thủ tướng chính phủ phê duyệt Chương trình quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả giai đoạn 2019 – 2030. Thủ tướng Chính phủ ban hành Chương trình quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả giai đoạn 2019-2030 tại Quyết định số 280/QĐ-TTg. Như vậy, kể từ khi kết thúc Chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả (2006-2015), sau 4 năm, Việt Nam đã có kế hoạch tổng thể tầm quốc gia về sử dụng năng lượng hiệu quả, tiết kiệm, cũng như bảo tồn tài nguyên năng lượng. 5
Chương trình quốc gia đặt ra hai mục tiêu quan trọng: Một là, cải thiện chất lượng sử dụng năng lượng tại tất cả ngành/lĩnh vực của Việt Nam, tạo tiền đề đưa ngành năng lượng Việt Nam phát triển bền vững, ổn định, phục vụ hiệu quả việc phát triển kinh tế-xã hội, quốc phòng, an ninh của đất nước. Mục tiêu này được phân kỳ thành 02 giai đoạn: Giai đoạn 2019 – 2025 với yêu cầu cả nước phải tiết kiệm từ 5 – 7% tổng năng lượng yêu cầu cho phát triển đất nước trong giai đoạn; Giai đoạn 2026 – 2030 với yêu cầu tiết kiệm từ 8 – 10% tổng năng lượng cần thiết để phục vụ việc phát triển đất nước theo kịch bản phát triển bình thường. Hai là, thay đổi hành vi sử dụng năng lượng của cơ quan, tổ chức, cộng đồng và cá nhân theo hướng tiết kiệm, hiệu quả và trách nhiệm. Đây là mục tiêu hướng tới xây dựng con người, xã hội Việt Nam có trách nhiệm với tài nguyên năng lượng quốc gia, với các thế hệ mai sau thông qua thay đổi nhận thức, tư duy, hành vi, hình thành thói quen của người Việt Nam về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả. Nói cách khác, với mục tiêu này, Chương trình quốc gia định hướng lối sống văn minh, hiện đại, trách nhiệm và có văn hóa về sử dụng năng lượng, bảo tồn tài nguyên năng lượng. Thực hiện các mục tiêu trên, 03 giải pháp cần phải thực hiện lồng ghép mục tiêu tiết kiệm điện, sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả vào: (i) Kế hoạch tái cơ cấu nền kinh tế. Thay đổi cấu trúc nền kinh tế theo hướng hài hòa, bền vững, hạn chế tiến tới loại bỏ việc thúc đẩy tăng trưởng kinh tế dựa vào tiêu thụ năng lượng. Cần xem xét lại nhu cầu phát triển và cơ cấu tiêu thụ năng lượng của từng ngành, từng lĩnh vực để định hình cấu trúc kinh tế quốc gia ít hoặc hạn chế phát triển dựa vào tiêu thụ năng lượng. (ii) Kế hoạch chiến lược đổi mới công nghệ, kỹ thuật quốc gia. Đổi mới công nghệ phải gắn chặt với yếu tố sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, tiết kiệm điện. Không nhập khẩu những công nghệ, thiết bị lạc hậu, tiêu hao nhiều năng lượng, tiêu thụ điện cao vào Việt Nam. Xây dựng lộ trình thay thế công nghệ, kỹ thuật, máy móc, thiết bị cũ có hiệu suất sử dụng năng lượng, sử dụng điện thấp. (iii) Chiến lược về xây dựng và phát triển văn hóa, con người Việt Nam đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững đất nước. Tiết kiệm điện, sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả phải trở thành đặc điểm văn minh của con người Việt Nam mới. Hoạt động tuyên truyền, đào tạo, cải thiện nhận thức của cá nhân, cộng đồng về tiết kiệm điện, sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả phải gắn chặt với việc phát triển con người Việt Nam nhằm xây dựng một xã hội mới có trách nhiệm với tài nguyên năng lượng quốc gia, với các thế hệ mai sau trong bảo tồn nguồn tài nguyên năng lượng. 6
1.3. Các nguyên nhân sử dụng năng lượng tiết kiệm không hiệu quả 1.3.1. Tình hình sử dụng năng lượng tại Việt Nam Năng lượng luôn là yếu tố quan trọng trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội của tất cả các nước trên thế giới. Để thực hiện mục tiêu phát triển kinh tế nhanh, bền vững, phấn đấu sớm đưa nước ta cơ bản trở thành nước công nghiệp theo hướng hiện đại, Đảng ta đã luôn dành sự quan tâm sâu sắc đến vấn đề phát triển năng lượng [3]. Hiện nay, điện năng được sản xuất chủ yếu từ các nguồn nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ, khí đốt đã và đang đáp ứng phần lớn nhu cầu năng lượng của đất nước. Tuy nhiên, nguồn năng lượng hóa thạch có hạn, vì vậy việc nghiên cứu và sử dụng năng lượng tiết kiệm với mục tiêu đặt ra là phải tiết kiệm từ 8 - 10% lượng năng lượng cần thiết để phát triển đất nước theo kịch bản phát triển bình thường, tương đương với khoảng 60 triệu tấn dầu quy đổi. Quan trọng hơn, cần nâng cao nhận thức, trách nhiệm và thay đổi hành vi, thói quen của mọi cơ quan, tổ chức, cộng đồng và cá nhân trong việc sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả vì sự phát triển bền vững của Việt Nam trong tương lai. An ninh năng lượng và phát triển ngành năng lượng bền vững luôn là mối quan tâm hàng đầu của Chính phủ Việt Nam. Nghị quyết 55 của Bộ Chính trị đề ra mục tiêu tổng quát là “Bảo đảm vững chắc an ninh năng lượng quốc gia; cung cấp đầy đủ năng lượng ổn định, có chất lượng cao với giá cả hợp lý cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững, bảo đảm quốc phòng, an ninh, nâng cao đời sống của nhân dân”. Tại Việt Nam, trong giai đoạn vừa qua, nhu cầu năng lượng đã không ngừng tăng trưởng với tốc độ cao so với các nước trong khu vực và trên thế giới, trong đó, nhu cầu năng lượng sơ cấp trong giai đoạn 2010 - 2019 tăng trưởng khoảng 6%/năm, đặc biệt là tốc độ tăng trưởng sản lượng điện thương phẩm bình quân là 10,9% trong giai đoạn 2010 - 2015 và 10,1% trong giai đoạn 2016 - 2019. Theo kết quả đánh giá của Bộ Công Thương và EVN về kế hoạch cung cấp điện giai đoạn 2020 - 2025, việc đảm bảo cung cấp điện trong giai đoạn này sẽ gặp nhiều khó khăn, thách thức nhất là trong trường hợp xảy ra các hiện tượng thời tiết cực đoan. Vì vậy, song song với việc khai thác các nguồn năng lượng sơ cấp để đáp ứng nhu cầu về năng lượng của nền kinh tế và toàn xã hội, sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia. Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả còn là một trong những giải pháp hữu hiệu nhất giúp giảm áp lực trong việc khai thác, chế biến và cung ứng các dạng năng lượng, giúp cải thiện hiệu quả của nền kinh tế, đồng thời giúp bảo tồn nguồn năng lượng quốc gia, bảo vệ môi trường và giảm phát thải khí nhà kính, đóng góp cho công cuộc giảm thiểu các tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu. Việc thực hiện sủ dụng năng lượng tiết 7
kiệm và hiệu quả tại Việt Nam được thể hiện qua bảng sau: (https://nangluongvietnam.vn/vai-tro-va-ket-qua-hoat-dong-tiet-kiem-nang-luong- cua-viet-nam-27882.html) Bảng 1.1: Tình hình thực hiện sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trên phạm vi toàn bộ nền kinh tế giai đoạn từ năm 2015 – 2019 [4,5,6] Chỉ tiêu Đơn vị 2015 2016 2017 2018 2019 Dân số Triệu người 92,23 93,25 94,29 95,39 96,48 nghìn tỷ GDP (giá hiện hành) 4193 4503 5006 5542 6037 đồng GDP b/q đầu người USD 2097 2202 2373 2570 2715 Tốc độ tăng GDP % 6,68 6,21 6,81 7,08 7,02 Năng lượng sơ cấp EJ 2,90 3,11 3,32 3,72 4,12 (theo BP) Tốc độ tăng năng % 11,12 7,25 6,76 12,05 10,76 lượng sơ cấp Sản lượng điện Tỷ kWh 157,9 175,7 191,6 209,2 227,5 Tốc độ tăng sản lượng % 11,83 11,27 9,02 9,18 8,74 Hệ số đàn hồi năng 1,66 1,17 0,99 1,70 1,53 lượng ĐHNL Hệ số đàn hồi điện 1,77 1,81 1,32 1,30 1,25 năng ĐHĐN GJ/nghìn Cường độ năng lượng 19,66 19,85 19,84 20,76 21,49 USD kOE/nghìn 471,8 476,4 476,2 498,2 515,8 USD kWh/nghìn Cường độ điện năng 1070,8 1121,7 1144,9 1167,4 1186,2 USD Từ bảng trên cho thấy năm 2015 đến 2019 sau 5 năm kinh tế - xã hội của nước ta đa có sự phát triển mạnh, dân số tăng từ 92,23 lên 96,48 triệu người (tăng 1,05 lần), GDP (theo giá hiện hành) đã tăng từ 4193 lên 6037 nghìn tỷ đồng (tăng gần 1,44 lần), GDP bình quân đầu người tăng từ 2097 lên 2715 USD/người (tăng hơn 1,3 lần). Theo đó, tiêu dùng năng lượng và điện năng ngày càng tăng cao: Tổng cung năng lượng sơ cấp tăng từ 2,90 lên 4,12 EJ (tương đương 98,47 triệu TOE), tăng gần 1,42 lần, sản lượng điện sản xuất tăng từ 157,9 lên 227,5 tỷ kWh, tăng gần 1,44 lần. 8
Xét trên phương diện sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả thông qua các chỉ tiêu: Hệ số đàn hồi năng lượng (HSĐHNL), Hệ số đàn hồi điện năng (HSĐHĐN), Cường độ năng lượng (CĐNL) và Cường độ điện năng (CĐĐN) cho thấy, HSĐHNL có sự biến động lên xuống thất thường song về cơ bản theo xu thế giảm dần, từ 1,66 năm 2015 xuống còn 1,53 năm 2019 và HSĐHĐN cũng có sự biến động tăng giảm bất thường song về cơ bản theo xu thế giảm, từ 1,77 năm 2015 xuống còn 1,25 năm 2019. Nguyên nhân chủ yếu là do tốc độ tăng trưởng kinh tế có xu thế tăng, trong khi tốc độ tăng trưởng cung ứng năng lượng sơ cấp và sản lượng điện năng có xu thế giảm. Cường độ năng lượng (CĐNL) có sự gia tăng dần từ năm 2015 đến 2019, tương ứng tăng từ 19,66 lên 21,9 GJ/nghìn USD, tăng gần 1,11 lần. Cường độ điện năng (CĐĐN) có sự gia tăng tương đối cao từ năm 2015 đến 2019, tương ứng tăng từ 1070,8 lên 1186,2 kWh/103 USD, tăng gần 1,11 lần. Qua sự chuyển dịch cơ cấu kinh tế và sự biến động của các chỉ tiêu CĐNL, CĐĐN nêu trên cho thấy rằng: Nền kinh tế nước ta thời gian qua tuy có sự tái cơ cấu nhất định nhưng xét trên tổng thể chưa theo hướng sử dụng hiệu quả năng lượng và điện năng bởi các nguyên nhân chính bao gồm [10]: (i) Trình độ công nghệ kỹ thuật, thiết bị và việc quản lý sử dụng trong các ngành, lĩnh vực sản xuất còn bất cập, hạn chế, dẫn đến có mức tiêu hao nhiên liệu, năng lượng, điện năng cao. (ii) Dân số tăng cùng với thu nhập ngày càng tăng nên mức tiêu dùng năng lượng và điện năng trong sinh hoạt tăng cao (tăng từ khoảng 25 tỷ kWh năm 2010 lên 59,3 tỷ kWh năm 2019). (iii) Cơ cấu kinh tế chuyển dịch còn chậm và chưa thực sự theo hướng sử dụng năng lượng có hiệu quả. Cụ thể là khu vực tiêu hao ít năng lượng hơn như dịch vụ tuy có tỷ trọng tăng nhưng còn chậm: Từ năm 2010 đến năm 2019 chỉ tăng thêm 4,6% (từ 36,94% lên 41,64%). Ngược lại, khu vực tiêu hao nhiều năng lượng, điện năng như công nghiệp, xây dựng cũng có tỷ trọng tăng tuy thấp hơn là 2,36% (từ 32,13% lên 34,49%). Tỷ trọng tiêu dùng điện năng của lĩnh vực công nghiệp - xây dựng năm 2018 chiếm tới 55%, trong khi tỷ trọng của lĩnh vực này trong GDP chỉ là 34,49%; của nông, lâm và ngư nghiệp là 3%, trong khi tỷ trọng trong GDP chiếm tới 13,96%, giảm 4,42% so với năm 2010 (18,38%); của lĩnh vực dịch vụ và các lĩnh khác là 42% (trong đó thương mại - dịch vụ: 6,0%; quản lý - tiêu dùng: 32,0%; khác: 4,0%), trong khi tỷ trọng của lĩnh vực dịch vụ trong GDP chiếm tới 41,64%. Qua các phân tích nêu trên, thì nguyên nhân quan trọng mang tính chiến lược là tái cơ cấu nền kinh tế mới chỉ định hướng chung là chuyển dịch theo hướng công nghiệp 9
và dịch vụ mà chưa gắn với mục tiêu cụ thể về sử dụng năng lượng hiệu quả. 1.3.2. Việc thực hiện sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả tại EVN Thực hiện theo Quyết định số 280/QĐ-TTg ngày 13 tháng 3 năm 2019, hiện nay tiết kiệm điện là giải pháp quan trọng để bảo đảm cung cấp điện trong giai đoạn tới, đặc biệt trong bối cảnh nhu cầu tăng trưởng phụ tải ngày càng tăng cao. Bên cạnh việc đảm bảo sản xuất, cung ứng đủ điện cho phát triển kinh tế xã hội và tiêu dùng của nhân dân, nhiều năm qua EVN là đơn vị đi đầu trong hoạt động sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả. Đối với mục tiêu cải thiện chất lượng sử dụng năng lượng tại tất cả ngành/lĩnh vực của Chính phủ nêu trên, EVN đã xây dựng kế hoạch hành động 5 năm và hàng năm, tập trung chính và các nội dung như: giảm tổn thất điện năng (trong các khâu sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng) theo lộ trình 6,5% vào năm 2025 và 6% vào năm 2030. Ngoài ra, EVN đã và đang thống kê, theo dõi tình hình tiêu thụ điện của tất cả các khách hàng sử dụng điện, đặc biệt là các doanh nghiệp xuất công nghiệp, kinh doanh dịch vụ, doanh nghiệp thuộc danh sách cơ sở sử dụng năng lượng trọng điểm theo các quyết định ban hành hàng năm của Thủ tướng Chính phủ. Đối với mục tiêu thay đổi hành vi sử dụng năng lượng của cơ quan, tổ chức, cộng đồng và cá nhân theo hướng tiết kiệm, hiệu quả và trách nhiệm của Chính phủ nêu trên, EVN phối hợp chặt chẽ với các cơ quan đoàn thể chính trị - xã hội từ Trung ương tới địa phương thực hiện các chương trình tuyên truyền sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả. Cụ thể, xây dựng các tài liệu/tư liệu tuyên truyền điện tử để phổ biến, truyền thông sâu rộng trên các trang web, mạng xã hội…Ngoài ra, EVN đã và đang thống kê, theo dõi tình hình tiêu thụ điện của tất cả các khách hàng sử dụng điện, đặc biệt là các doanh nghiệp xuất công nghiệp, kinh doanh dịch vụ, doanh nghiệp thuộc danh sách cơ sở sử dụng năng lượng trọng điểm theo Quyết định ban hành hàng năm của Thủ tướng Chính phủ. Đồng thời, xây dựng thành công trang thông tin điện tử theo dõi tình hình sử dụng điện (sudungdien.evn.com.vn) nhằm cung cấp thông tin trực tuyến cho Bộ Công Thương, Sở Công Thương, UBND tỉnh/thành phố về tình hình sử dụng điện của các nhóm khách hàng như: Cơ sở sử dụng năng lượng trọng điểm và các cơ quan hành chính sự nghiệp, phục công tác theo dõi, điều hành sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trên địa bàn tỉnh/thành phố và phạm vi cả nước. Như vậy để thực hiện sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, EVN triển khai song song hai việc: (i) đưa ra các giải pháp nhầm giảm tổn thất điện năng; (ii) tuyên truyền thay đổi hành vi sử dụng năng lượng của cơ quan, tổ chức, cộng đồng và cá nhân theo hướng tiết kiệm, hiệu quả và trách nhiệm. 10
1.3.3. Nguyên nhân gây sử dụng năng lượng không tiết kiệm, kém hiệu quả trên lưới 110 kV Như đã phân tích tại EVN nêu trên, việc sử dụng năng lượng không tiết kiệm hiệu quả tại lưới 110 kV được thể hiện qua tổn thất điện năng. Theo thông tư 39/2015/TT- BCT Tổn thất điện năng của lưới điện phân phối bao gồm: Tổn thất điện năng kỹ thuật : là tiêu hao điện năng tất yếu xảy ra trong quá trình truyền tải và phân phối điện. Do dây dẫn, máy biến áp, thiết bị trên lưới đều có trở kháng, khi dòng điện chạy qua gây tiêu hao điện năng do phát nóng MBA, dây dẫn và các thiết bị điện ; ngoài ra đường dây dẫn điện cao áp từ 110 kV trở lên còn có tổn thất vầng quang ; dòng điện qua cáp ngầm, tụ điện còn có tổn thất do điện môi, đường dây điện đi song song với đường dây khác như dây chống sét, dây thông tin... có tổn hao điện năng do hỗ cảm. Tổn thất điện năng phi kỹ thuật : hay còn gọi là TTĐN thương mại là do tình trạng vi phạm trong sử dụng điện như: Lấy cắp điện dưới nhiều hình thức (câu móc điện trực tiếp, tác động làm sai lệch mạch đo đếm điện năng, gây hư hỏng, làm cháy công tơ, các thiết bị mạch đo lường v.v... ); do chủ quan của người quản lý khi công tơ chết, cháy không thay thế kịp thời, bỏ sót hoặc ghi sai chỉ số; do không thực hiện đúng chu kỳ kiểm định và thay thế công tơ định kỳ theo quy định… dẫn đến điện năng bán cho khách hàng đo được qua hệ thống đo đếm thấp hơn so với điện năng khách hàng sử dụng. 1.3.4. Các loại tổn thất I. Tổn thất kỹ thuật Dòng điện đi qua máy biến áp, dây dẫn và các thiết bị điện trên hệ thống lưới điện đã làm phát nóng máy biến áp, đường dây và các thiết bị dẫn điện, làm tiêu hao điện năng. Đường dây dẫn điện cao áp từ 110 kV trở lên còn có tổn thất vầng quang dòng điện qua cáp ngầm và tụ điện còn tổn thất do điện môi. Nguồn gốc chủ yếu tổn thất trong các đường dây điện chủ yếu là điện trở. Đối với một hệ thống điện ba pha cân bằng, tổn thất công suất được tính bởi: ∆P = R.I 2 3. Trong đó: R là điện trở của đường dây (đơn vị là Ôm) và I dòng điện pha chạy qua (đơn vị là Ampere). Công suất chạy qua được cho bởi: P = 3.U .I .cos ϕ Ở đây cos ϕ là hệ số công suất. 11